JPH06290574A

JPH06290574A - 楽曲検索装置

Info

Publication number: JPH06290574A
Application number: JP5096651A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Shishido; 一郎宍戸
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: JP3433818B2

Abstract

(57)【要約】【目的】音楽的な特徴や楽曲のイメージなどのインデ
ックス（索引）を自動的に作成して、作成したインデッ
クスにより所望の楽曲を検索できる楽曲検索装置を提供
する。【構成】楽曲の楽音データと曲名などの書誌的項目で
ある１次的インデックスとを格納する手段１ａ，１ｂ
と、楽音データからリズム情報や和音情報などの音楽的
特徴を示す２次的インデックスを抽出作成する手段２
と、作成した２次的インデックスをもとに楽曲のイメー
ジやその楽曲にふさわしい状況を示す３次的インデック
スを作成する手段３とから構成する。１〜３次的インデ
ックスをもとにして楽曲を検索する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音楽的な特徴や楽曲の
イメージを指定して条件に合う楽曲を選び出す装置に係
り、特に検索に必要なインデックス（索引）を自動的に
作成する楽曲検索装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カラオケ装置などにおいて、
楽曲の曲名・歌手名・歌詞などの情報を楽音情報に加え
て格納しておき、楽曲の検索を行う提案がなされてい
る。（例えば、特開昭 62-291776号公報，特開平3-2735
85号公報記載の装置) 。また、メロディを使った楽曲の
検索として、特開平 2-54300号公報記載の装置がある。
これは、ユーザが検索したい曲のメロディを歌うと、そ
の歌声を分析して音程と音長情報を取り出し、あらかじ
め格納された複数曲のメロディ情報との比較を行って、
入力メロディと似たメロディを持つ曲を出力するように
構成したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、楽曲の
曲名・歌手名・歌詞などの書誌的項目を使った検索で
は、例えば「以前耳にした曲を捜したい」というよう
に、楽曲に関する正確な情報を持っていない場合に対応
しにくい。また、これら書誌的項目は、メロディ・ハー
モニー・リズムといった音楽的な特徴とは直接関係ない
ため、音楽的な特徴を使って検索したいというニーズに
も対応できない。これらに対応する方法として、曲のイ
メージや音楽的特徴をあらかじめ付加しておくことも考
えられるが、このような情報は人が判断して付加する必
要があり、曲数が多い場合など多大な労力が必要とな
る。

【０００４】一方、前記した特開平 2-54300公報記載の
メロディによる検索装置では、書誌的項目が不明の場合
や、音楽的な特徴を直接指定したい場合にある程度有効
であるが、次のような問題点〜がある。一般にメ
ロディを伴奏なしで正確に歌うには、かなりの回数その
曲を聴く必要があり、記憶があやふやな曲、または全く
聞いたことのない曲を検索することが難しい。ボーカ
ルの入っていない器楽曲などの場合、人間が正確に歌え
ないような複雑なメロディを持つものが相当あり、検索
が困難である。メロディを正確に歌う必要があるため
精神的な緊張が伴い、人前で検索しにくいなど、検索を
行う場所が制約される。楽曲のメロディをディジタル
データとして格納しておく必要があるが、直接利用でき
る形で多数の楽曲のメロディデータを入手することは困
難で、ほとんどの場合、データベース作成時に人手を介
してデータを作成する必要があり、多大な労力が必要で
ある。

【０００５】そこで、本発明は、検索に必要なインデッ
クス（索引）を自動的に作成し、作成したインデックス
をもとに音楽的な特徴や曲のイメージを指定して条件に
合う楽曲を選び出す楽曲検索装置を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、図１に示すように、楽曲の楽音データと曲
名などの書誌的項目である１次的インデックスとを格納
する手段（１ａ，１ｂ）と、前記楽音データからリズム
情報や和音情報などの音楽的特徴を示す２次的インデッ
クスを抽出作成する手段（２）と、前記作成した２次的
インデックスをもとに楽曲のイメージやその楽曲にふさ
わしい状況を示す３次的インデックスを作成する手段
（３）と、前記作成した２次及び３次的インデックスを
格納する手段（４，５）と、希望する楽曲の条件を入力
する手段（６）と、前記各インデックスと前記入力され
た条件を比較する手段（７）と、前記比較した結果に応
じて前記楽音データや前記各インデックスを出力する手
段（８）とからなることを特徴とする楽曲検索装置を提
供するものである。

【０００７】

【作用】ＣＤ（コンパクトディスク）など楽音データ
や、曲名などの書誌的項目である１次的インデックスが
予め装置内に格納される。これらの楽音データや１次的
インデックスをもとにして、リズム情報や和音情報など
の音楽的特徴（譜面に表現可能な客観的なデータ）を示
す２次的インデックスを抽出作成される。さらに、この
２次的インデックスをもとにして、楽曲のイメージやそ
の楽曲がふさわしい状況（主観的・感性的な特徴）を示
す３次的インデックスが作成される。１次的インデック
スや、自動的に作成された２次及び３次的インデックス
をもとにして、音楽的特徴や曲のイメージに基づく楽曲
の検索がなされる。

【０００８】

【実施例】本発明になる楽曲検索装置の一実施例を以
下、図面と共にに説明する。図１は、楽曲検索装置のブ
ロック図である。（楽曲検索装置の全体の構成）同図において、１ａ及び
１ｂは楽曲の楽音データと、曲名などの書誌的項目であ
る１次的インデックスとを格納する手段である。楽音デ
ータはデジタルまたはアナログ音響信号であり、１次的
インデックスと合わせてＣＤ（コンパクトディスク），
テープ，ハードディスクその他の読み出し可能な記憶媒
体に格納されている。

【０００９】２は前記した格納手段１ａの楽音データか
ら、リズム情報や和音情報などの音楽的特徴（譜面に表
現可能な客観的なデータ）を示す２次的インデックスを
抽出作成する手段である。３は前記作成した２次的イン
デックスをもとに楽曲のイメージやその楽曲にふさわし
い状況（主観的・感性的な特徴）を示す３次的インデッ
クスを作成する手段である。これらのインデックス作成
手段２，３により、作成された２次及び３次的インデッ
クスは、格納手段４，５に格納記憶される。２次的イン
デックス及び３次的インデックスの格納手段４，５は、
ハードディスク，光磁気ディスクなど読み書き可能な記
憶媒体で構成されている。

【００１０】また、６は希望する楽曲の条件を入力する
条件入力手段である。条件入力手段６は、キーボード、
マウスなどで構成されており、例えば図２に示すよう
に、１次，２次，３次的インデックスに対応したメニュ
ーの中から使用する項目を選択するようになっている。
入力された条件は、前記した格納手段１ｂ，４，５に記
憶格納された各インデックスと、比較手段７で比較され
る。そして、比較した結果に応じて、条件に合致した楽
音データ（楽音データを再生した楽曲）や各インデック
スが、検索結果出力手段８からを出力されるように構成
されている。楽曲検索装置を構成するの各手段につい
て、詳述する。

【００１１】（２次的インデックス作成手段２の構成）
図３は、本発明の主要部の１つである２次的インデック
ス作成手段２の具体的な構成である。楽音データの格納
手段１ａ（図１参照）に格納されている楽音データは、
アナログ信号である場合では、Ａ／Ｄ変換器２０にてデ
ジタルデータに変換された後、１曲分のデータが解析用
記憶装置２１に格納される。そして、テンポ抽出手段
２２によるテンポ，拍子の抽出、打楽器パターン検出
手段２４によるリズムパターン抽出、特定和音検出手
段２８による特定和音抽出がなされて、２次的インデッ
クスが作成される。

【００１２】＜テンポ抽出手段２２によるテンポ，拍
子の抽出＞テンポ抽出手段２２では、楽曲のテンポ，拍
子，拍子情報が抽出され、２次的インデックスとして利
用される。楽曲のテンポ，拍子は以下のようにして、抽
出される。解析用記憶装置２１に格納されたデータから
音響パワーデータを求め、音響パワーデータの微分値x
(n){n=1〜N}を求める。ただしx(n)がある一定値より小
さい場合はx(n)を０とする処理を行う。x(n)は周期性を
持ち、１拍に相当する時間差で相関が高くなる性質を持
つので、x(n)に対して (1)式の演算を行う。ここで、整
数 MをN1以上、N2以下の範囲で変化させた時に（ただし
N1,N2 は、(0<N1<N2<N) を満たす整数）、B(M)最大とな
る時の M（以下これをMmaxとする）を求める。さらに
(2)式より１拍の長さτを求める。通常テンポは１分間
の拍数で表わすので、 (3)式によりテンポTEを求める。

【００１３】

【数１】

【数２】

【数３】

【００１４】さらに (1)式において MをMmaxの２倍及び
３倍とした時のB(M)を求め、２倍時のB(M)が３倍の時よ
りも大きければ４拍子系、その逆であれば３拍子系とす
る。なお、１曲全体の拍の位置を検出し後の特定和音検
出処理において利用する。x(n)に対して、Mmax±α( 例
えばαはMmaxの10％) の周期毎にピークをチェックし、
ピークが存在すればそれを拍の位置とし、存在しなけれ
ば、次のピークが見つかるまで同様の処理を繰り返し、
その間は等均間隔で拍があるとみなす。

【００１５】また、時間周波数テーブル作成手段２３で
は、解析用記憶手段２１に格納されたデータに対し、観
測窓を一定時間（例えば数msec）ずつずらしながら FFT
（離散的フーリエ変換）を行ってパワースペクトルを求
め、図４に示すような時間周波数テーブルを作成する。
以下、時間 t，周波数 fにおける時間周波数テーブルの
値をS(t,f)とあらわす。

【００１６】＜打楽器パターン検出手段２４によるリ
ズムパターン抽出＞次に、打楽器パターン検出手段２４
によるリズムパターン（ビート）抽出について説明す
る。リズムパターンは打楽器の演奏パターンによりおお
よそ分類できると考えられるので、打楽器演奏情報の抽
出を行う。また打楽器の演奏情報を抽出利用すること
は、他の楽器の演奏情報を抽出利用することに比べ実用
的であると言える。リズムパターンの分類は、例えば
「ドラムなし」，「８ビート」，「16ビート」である
が、これらに限定するものではない。

【００１７】打楽器スペクトルデータ格納手段２５に
は、検出する打楽器の代表的なパワースペクトの時間変
化情報D(t,f)が図５に示すように、打楽器の種類毎に格
納されている。打楽器パターン検出手段２４では、S(t,
f), D(t,f)に対し (4)式の演算を行い、時間T における
両者の距離H(T)がある一定の値より小さくなる時間を求
め、これを打楽器が演奏された時間とみなす。

【００１８】

【数４】

【００１９】さらに図６に示すように、前記打楽器演奏
時間を１拍の長さの整数分の１の単位時間で規格化し音
符化する。例えば、通常の歌謡曲、ポピュラー音楽では
１拍の長さの12分の１程度を単位時間とすれば十分な時
間精度で演奏情報が得られる。以上の処理を検出する
打楽器の数だけ行う。通常の歌謡曲、ポピュラー音楽で
は、数種類程度の打楽器を検出すれば十分である。

【００２０】各種リズムパターン格納手段２６には、図
７に示すように、前記単位時間で表わした個々の打楽器
の演奏情報と総合的なリズムパターンとの関係が格納さ
れている。抽出された複数の打楽器の演奏情報を格納さ
れた演奏情報と比較し、最も近いリズムパターンをその
楽曲のリズムパターンと判定する。一例として、ハイハ
ットが８分音符を中心に構成されていてスネアが２、４
拍を中心に入っていれば、「８ビート」と判定する。ま
た打楽器が全くなければ、「ドラムなし」と判定する。

【００２１】＜特定和音検出手段２８による特定和音
抽出＞次に、音程検出手段２７、特定和音検出手段２８
による特定和音抽出について説明する。和音の中には、
楽曲の性格に大きく影響する特徴的なものがあると考え
られ、このような和音を検出するために、特定和音検出
手段２８で、図８に示すような処理を行う。

【００２２】最初に、音程検出手段２７において、前記
時間周波数テーブルから一定時間以上ほぼ同じ周波数が
続く部分を有音程楽器（歌声も含む）が演奏されたとこ
ろとみなし、この部分の周波数を平均化処理した後、平
均律の音階に対応させる。時間軸は前記求めた拍の位置
に対応させる。この結果、図９に示すような音程マップ
が得られる。ところで、大部分の曲では複数の有音程楽
器が使われているが、今のところ複数の有音程楽器が混
合した音響信号から各々の楽器パートの演奏情報を分離
して検出する技術は実用的ではない。しかし和音の根音
を基準にして特定の度数を持つものを検出することは、
楽器パートの分離をしなくても可能であり、音楽的な特
徴も十分よく表わすため、実用的である。

【００２３】特定和音検出手段２８では、４拍子系の場
合は４拍に１回、３拍子系の場合は３拍に１回の割合
で、前記音程マップの１拍の長さに相当する区間の最低
音を検査する。この区間で最低音の音程が変化していな
ければ、有効な区間とみなし以下の処理を行い、変化し
ていれば次の区間を検査する（図８のステップ２８ａ，
２８ｂ，２８ｃ）。有効な区間であれば、最低音を根音
と見なし、その区間に含まれる音程全てについて最低音
との音程差（度数）を計算し、その度数があらかじめ格
納された度数データと比較し、一致していれば特定和音
とする（ステップ２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ）。さらに、
１曲全体を通して特定和音の出現頻度を計算する（ステ
ップ２８ｇ）。

【００２４】特定和音の一例として、根音に対し９，1
1，13度の度数を持つ「テンションコード」があげられ
るが、検出する和音はこれらに限定しない。テンション
コードは、例えばジャズで多く使われるなど、曲のジャ
ンルや雰囲気に密接に関係すると考えられる。以上の処
理により求まった「テンポ」、「特定和音の頻度」は数
値として、「拍子」、「リズムパターン」は分類コード
の形で格納され、３次的インデックス作成手段３及び比
較手段７（図１参照）で利用される。

【００２５】（３次的インデックス作成手段３の構成）
次に、３次的インデックス作成手段３（図１参照）につ
いて説明する。２次的インデックスの情報は、「１分間
に４分音符 120のテンポ」、「８ビート」といった音楽
的な特徴（譜面に表現可能な客観的なデータ）を表わし
ており、もちろん利用者がこのような特徴を直接指定し
てもよい。しかしこの方法では若干の音楽的な知識が必
要となるので、場合によっては他の指定方法の方が望ま
しいことがある。楽曲のイメージや楽曲を聞くのに適し
た状況と前記作成した２次的インデックスの間にはある
種の相関があると考えられるので、これを利用して３次
的インデックスを作成する。まず３次的インデックスの
項目を決める。例えば、楽曲のイメージとして「明る
さ」や「モダンさ」、楽曲を聞く状況として「BGM 」や
「ドライブ」など、主観的・感性的な特徴が考えられ
る。

【００２６】次に各々の項目について、それらしさを表
わす適合率Gi{i=1〜K:K は３次的インデックスの数} と
２次的インデックスの各項目の値Ej{j=1〜L:L は２次的
インデックスの数} の関係を例えば (5)式で表わし、重
み係数Ｗijを求める。

【００２７】

【数５】

【００２８】ここでＷijは、格納されている楽曲の中の
一部に対し人間がGiを与え、それらのEjとの関係を多変
量解析の手法により求める。Ｗijが求まったら (5)式に
より格納されている全ての楽曲についてGiを算出し、３
次的インデックス格納手段５（図１参照）に格納する。
ここでは線形の関係づけを行ったが、非線形の関係づけ
を行ってもよい。なお、２次的及び３次的インデックス
の作成は、楽音データ及び１次的インデックスの格納と
は独立して行うことができるので、データベース作成後
の検索項目の変更も比較的容易に行える。

【００２９】（１次，２次，３次的インデックスを利用
した楽曲検索）前述した図１に示すように、条件入力手
段６は、キーボード、マウスなどで構成されており、例
えば図２に示すように、１次的インデックスＩ₁，２次
的インデックスＩ₂，３次的インデックスＩ₃に対応し
た検索メニューＭの中から使用する項目を選択するよう
になっている。複数の項目を使用してAND 、OR条件を指
定してもよい。テンポなどに関して、数字を直接入力せ
ずに「はやい」，「おそい」などの大まかな指定をして
もよい。この場合ファジー理論を使った処理をおこなっ
てもよい。

【００３０】また既知の楽曲をキーとして入力すること
も可能であり、この場合はキーの楽曲の２次，３次イン
デックスを使って比較する。比較手段７は、入力された
条件と１次，２次，３次インデックスデータとの比較を
行う。１次インデックスに対する比較は通常の検索と同
様である。２次インデックスに対しては、それぞれの項
目の数値または分類コードが近いものを候補とする。ま
た３次インデックスに対しては、適合率Giの大きい曲を
候補とする。検索結果は、条件にあった１曲または複数
の楽曲の曲名をはじめ１次，２次，３次インデックス情
報がモニタ画面に表示されると同時に、スピーカを通し
て音声信号として、検索結果出力手段８から再生され
る。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明になる楽曲
検索装置は以下〜のような特長を有する。音楽的な特徴や楽曲のイメージを使って検索できるの
で、正確な情報を持たない場合にも楽曲を検索すること
ができ、利用範囲が広がる。利用者にとっては、イメー
ジを頼りに知らない曲にも容易にアクセスできるので、
従来に比べ実際に活用できる楽曲が増える。音響信号から検索に使うインデックスを自動的に抽出
作成できるので、人間が判断して付加する場合に比べ、
データベース構築が大幅に省力化される。さらに、デー
タベース作成後の検索項目の変更にも容易に対応でき
る。また、リズム情報や和音情報などの音楽的特徴（譜
面に表現可能な客観的なデータ）を示す２次的インデッ
クスを抽出作成し、この２次的インデックスをもとにし
て、楽曲のイメージやその楽曲がふさわしい状況（主観
的・感性的な特徴）を示す３次的インデックスが作成す
るようにしたので、簡単に、実用性のあるインデックス
が得られる。メロディを直接条件として入力しないので、どのよう
な種類の曲にも使え、誰にでも利用でき、検索場所も選
ばずに行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる楽曲検索装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】検索条件入力時のメニュー画面の一例である。

【図３】２次的インデックス作成手段のブロック図であ
る。

【図４】時間周波数テーブルの一例である。

【図５】打楽器のパワースペクトル時間変化情報の一例
である。

【図６】打楽器の演奏情報抽出を説明する図である。

【図７】各種リズムパターンの一例である。

【図８】特定和音抽出のフローチャートである。

【図９】音程マップの一例である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ１次的インデックスを格納する手段、２２次的インデックス抽出作成手段、３３次的インデックス作成手段、４２次的インデックス格納手段、５３次的インデックス格納手段、６（検索条件）入力手段、７比較手段、８検索結果出力手段、２２テンポ抽出手段、２４打楽器パターン検出手段、２８特定和音検出手段Ｍ検索メニュー、Ｉ₁ １次的インデックス、Ｉ₂ ２次的インデックス、Ｉ₃ ３次的インデックス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】楽曲の楽音データと曲名などの書誌的項目
である１次的インデックスとを格納する手段と、前記楽
音データからリズム情報や和音情報などの音楽的特徴を
示す２次的インデックスを抽出作成する手段と、前記作
成した２次的インデックスをもとに楽曲のイメージやそ
の楽曲にふさわしい状況を示す３次的インデックスを作
成する手段と、前記作成した２次及び３次的インデック
スを格納する手段と、希望する楽曲の条件を入力する手
段と、前記各インデックスと前記入力された条件を比較
する手段と、前記比較した結果に応じて前記楽音データ
や前記各インデックスを出力する手段とからなることを
特徴とする楽曲検索装置。
【請求項２】２次的インデックスを抽出作成する手段に
おいて、打楽器スペクトルの時間変化情報を利用して打
楽器の演奏情報を抽出して、楽曲のリズムパターンを判
定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の楽
曲検索装置。
【請求項３】２次的インデックスを抽出作成する手段に
おいて、有音程楽器の演奏情報を抽出して、和音の種類
を判定すると共に特定の種類の和音の出現頻度を計算す
るにしたことを特徴とする請求項１に記載の楽曲検索装
置。